Zullen Mars-astronauten leukemie ontwikkelen van hun reis naar de Rode Planeet? Het klinkt misschien als een vreemde vraag, maar NASA-gefinancierde studies onderzoeken allerlei dingen ter voorbereiding op wat misschien een nieuwe gigantische sprong voor de mensheid is – een bemande reis naar de Mars. De reis met een bemanning van mensen kan beginnen zodra de 2030s. Er zijn verschillende fasen van dit belangrijke project en de planning en het onderzoek zijn al begonnen.
U kunt alle plannen, inclusief de drie verschillende verkenningsfasen, bekijken op de NASA-website "Reis naar Mars".
De bemande missie naar Mars wordt geleverd met veel gevaren, waarvan sommigen bekend zijn en sommige misschien onbekend. Een van de zorgen voor toekomstige reizigers is de impact van deep-space straling op de menselijke gezondheid. In een nieuwe door NASA gefinancierde studie hebben onderzoekers geconstateerd dat deep-space-straling het risico op leukemie bij astronauten kan verhogen, veroorzaakt door veranderingen in vitale stamcellen in het beenmerg die aanleiding geven tot alle nieuwe bloedcellen in het lichaam.
Straling van röntgenfoto’s en CT-scans
Blootstelling aan straling houdt het potentieel in om schade aan te richten. Er is ioniserende straling en niet-ioniserende straling.
Hoewel niet-ioniserende straling, net als die UV-stralen van de zon, schadelijk kan zijn, kunt u zich meestal vrij gemakkelijk tegen dit soort straling beschermen. Ioniserende straling is moeilijker te vermijden. Ioniserende straling kan door substanties bewegen en de lading van de atomen in het omringende materiaal veranderen.
De deeltjes die geassocieerd worden met ioniserende straling in de ruimte komen van ingesloten stralingsgordeldeeltjes (Van Allen Belts), kosmische stralen en zonnevlampartikels.
In het geval van straling die wordt gebruikt om kanker te behandelen, worden de voordelen van therapeutische ioniserende straling (het doden van de kankercellen) afgewogen tegen de risico’s van een dergelijke blootstelling, zoals complicaties op korte en lange termijn, waaronder de opkomst van een nieuwe maligniteit jaren later. Evenzo wordt de blootstelling aan straling in röntgenfoto’s en CT-scans niet lichtvaardig genomen, aangezien cumulatieve en onnodige blootstelling aan medische en diagnostische straling ook kan bijdragen aan het levenslange risico van maligniteit van een persoon. Straling van galactische kosmische stralen
Straling is in feite reizende energie, en galactische kosmische stralen (GCR’s) zijn één vorm van straling die van groot belang is als het gaat om ruimtevaart. GCR’s komen meestal van buiten ons zonnestelsel, maar meestal vanuit onze Melkweg. GCR zijn in wezen zware, hoogenergetische ionen van elementen waarvan al hun elektronen zijn weggenomen terwijl ze met bijna de snelheid van het licht de melkweg doorkruisten.
De straling van diepe ruimte verschilt van wat we op het aardoppervlak ervaren – of zelfs in een lage baan om de aarde – omdat er veel meer "verkeer" is van hoogenergetische galactische kosmische stralen daarbuiten, naast straling van zonnegebeurtenissen en van de stralingsgordels die dichter bij huis zijn. De aarde heeft stralingsgordels die Van Allen-riemen worden genoemd en zich ongeveer 1.000 tot 60.000 kilometer boven het oppervlak uitstrekken.
Het magnetisch veld van de aarde buigt de straling af en beschermt de atmosfeer van de aarde tegen vernietiging, maar een missie van Mars vereist reizen in de ruimte. Bovendien is Mars miljarden jaren geleden zijn magnetisch veld kwijtgeraakt, dus voor mensen die uiteindelijk voet op de Rode Planeet zetten, zal er geen dergelijke bescherming op hen wachten. NASA is zich terdege bewust van deze gevaren en werkt aan mogelijke oplossingen. Wetenschappers van NASA hebben zelfs het vooruitzicht geopperd om een kunstmatig magnetisch veld rond Mars te creëren om toekomstige missies te beschermen. Wat kunnen Galactische kosmische stralen met mensen doen?
De invloed van straling op mensen in de ruimte wordt op verschillende manieren onderzocht en het zijn niet alleen leukemie en maligniteiten waar wetenschappers zich zorgen over maken. NASA doet ook onderzoeken naar ruimtewandelastronauten, hoe dergelijke blootstellingen invloed kunnen hebben op cognitie en gedrag, en hoe genen reageren op straling – en in het bijzonder, welke genen zijn ingeschakeld en welke genen worden uitgeschakeld door dergelijke blootstellingen.
Het leven op Mars zou een verhoogd risico op leukemie kunnen veroorzaken, volgens gegevens verzameld door een onderzoeksteam van Wake Forest Baptist Medical Center. De groep onderzocht de mogelijke effecten van diepe ruimtestraling specifiek op menselijke hematopoietische stamcellen (HSC’s). De HSC’s zijn eigenlijk dezelfde stamcellen waarvan je misschien hebt gehoord dat ze in sommige gevallen als een kankerbehandeling worden gebruikt.
Wanneer een patiënt hoge doses chemotherapie heeft gepland om de kankercellen te doden, kan de chemo ook zijn tol eisen op stamcellen. Hierdoor kunnen beenmergtransplantaties of hematopoietische stamceltransplantaties worden uitgevoerd om het vermogen van de patiënt om een frisse start te maken met gezonde, nieuwe bloedvormende cellen te vergroten. Dit zijn dezelfde bloedvormende cellen in uw beenmerg die al uw nieuwe bloedcellen produceren als de oude verslijten. Tot de volwassen cellen in het bloed behoren de rode cellen die zuurstof van je longen naar de rest van je lichaam transporteren, maar ook de witte cellen die helpen bij het bestrijden van infecties en maligniteiten.
Het team van Wake Forest nam deze bloedvormende HSC’s van gezonde donors tussen de 30 en 55 jaar oud en stelde hen bloot aan gesimuleerde straling en GCR’s, zoals de stralen die naar verwachting astronauten zullen bombarderen tijdens een Mars-missie. Ze analyseerden daarna de cellen in het laboratorium en ontdekten dat de straling de cellen op stamcellenniveau beïnvloedde, waardoor mutaties in genen werden veroorzaakt die hun vermogen om zich tot volwassen bloedcellen te ontwikkelen beïnvloedden. De blootstelling aan straling verminderde het vermogen van stamcellen om bijna alle soorten bloedcellen te produceren, en hun vermogen om nieuwe cellen te maken, werd vaak verminderd met wel 60 tot 80 procent, volgens Christopher Porada, een senior onderzoeker van het project.
Wat een dergelijke afname van bloedcellen voor astronauten kan betekenen, is iets waarvan veel bloedkankerpatiënten al weten – de afname van rode bloedcellen kan bloedarmoede veroorzaken, met symptomen zoals vermoeidheid, zwakte, kortademigheid en slechte inspanningstolerantie. De vermindering van de witte bloedcellen kan de immuunafweer van het lichaam verminderen, waardoor de gevoeligheid voor infecties groter wordt. En de vermindering in bloedplaatjes kan iemand vatbaarder maken voor stollings- en bloedingsproblemen, met abnormale blauwe plekken of bloedingen.
Muizen gebruiken om een beetje meer te weten
Vaak in medisch onderzoek kunnen bevindingen die in het laboratorium lijken te kloppen niet worden gereproduceerd of geverifieerd als het er toe doet, bij een echte, levende ademende mens – of een muis om mee te beginnen. Om te proberen inzicht te krijgen in hoe straling blootstelling in een levend wezen kan zijn, heeft het team van Wake Forest de GCR-bestraalde HSC’s getransplanteerd in muizen.
De muizen gingen door met het ontwikkelen van T-cel acute lymfoblastische leukemie. Het team beschreef dit als de eerste demonstratie dat deep-space-straling het leukemie-risico bij mensen kan verhogen.
T-cel acute lymfoblastische leukemieën (T-ALLs) zijn agressieve bloedkankers als gevolg van de kwaadaardige veranderingen in de cellen die aanleiding geven tot T-cellen, of de witte bloedcellen bekend als T-lymfocyten. T-ALL is verantwoordelijk voor 10 procent tot 15 procent van ALL uit de kindertijd en 25 procent uit ALLE voor volwassenen. Patiënten met T-ALL hebben vaak beenmerg dat vol zit met onvolgroeide T-cel lymfoblasten, evenals een hoog aantal witte bloedcellen, tumoren in de borst en frequente betrokkenheid van het centrale zenuwstelsel ten tijde van de diagnose. Cure tarieven meer dan 75 procent bij kinderen en ongeveer 50 procent bij volwassenen zijn gezien met deze ziekte.
Bottom Line From Mouse Study
De bevindingen van de onderzoekers lieten hen concluderen dat er twee verschillende effecten van straling op het werk zijn geweest bij het ontstaan van de leukemie. Ten eerste vonden ze dat genetische schade aan HSC’s direct kan leiden tot de ontwikkeling van leukemie. Ten tweede verminderde straling ook het vermogen van HSC’s om nieuwe T- en B-cellen te maken, beide witte bloedcellen die betrokken kunnen zijn bij het bestrijden van vreemde indringers zoals bacteriën, maar ook van tumorcellen. Dus, niet alleen heb je de genetische veranderingen in de stamcellen die kunnen leiden tot leukemie, maar je hebt ook een verzwakt immuunsysteem met betrekking tot het vermogen om kwaadaardige cellen te elimineren die voortkomen uit door straling geïnduceerde mutaties.
